予測されるアンチキラル強磁性

更新日: 6 年 2023 月 XNUMX 日

予測されるアンチキラル強磁性KTH王立研究所スコルテックの研究者 テクノロジー、ウプサラ大学は、反キラル強磁性の存在を予測しました。これは、さまざまな新しい磁気現象への扉を開く、一部の磁性結晶の重要な特性です。

キラリティー、または利き手は、物理学、数学、化学、生物学の多くの分野におけるオブジェクトの非常に重要な基本的な特性です。 キラルオブジェクトをその鏡像に重ねることはできません。

最も単純なキラルオブジェクトは人間の手であるため、用語自体です。 キラルの反対はアキラルです。円または正方形は単純なアキラルオブジェクトです。

キラリティーは、はるかに複雑なエンティティに適用できます。 たとえば、磁気システムで競合する内部相互作用により、構造内に鏡像とは異なる周期的な磁気テクスチャが出現する可能性があります。これは、キラル強磁性秩序と呼ばれます。

キラル結晶は、重要な磁気テクスチャを介して情報をエンコードできるため、磁気データの保存および処理デバイスの実現に有望な候補と広く見なされています。

Skoltech Center for Computational and Data-Intensive Science and Engineering(CDISE)の研究科学者であるAnastasia Pervishkoと彼女の同僚は、対称性に基づく分析と数値計算を使用して、アンチキラル強磁性の存在を予測しました。カイラリティ(手持ち)は同時に存在し、空間で交互に存在します。

「キラルおよびアキラルテクスチャとは対照的に、四面体強磁性体では根本的に異なる磁気秩序を予測します。 「反キラリティー」という用語を使用して、結晶対称性によって引き起こされる右利きと左利きの間の空間キラリティー交代による磁化方向の自発的変調を強調します」とPervishko氏は言います。

彼女は、この周期的な磁気テクスチャのキラリティーは空間で交互になり、平均ねじれ不変量はゼロであると説明しています。 「ある部分は右利きであり、他の部分は左利きであるという磁気変調としてそれを描くことができます。 これは、利き手が維持される従来のキラルテクスチャとは大幅に異なります」とPervishko氏は付け加えます。

チームは、多くの鉱物が自然に形成される結晶のクラスで、反キラル強磁性が観察できることを示しました。 これを行うために、彼らは四面体結晶対称性を持つ構造の磁気秩序を研究し、マイクロ磁気分析を使用してこの新しいアンチキラル秩序を導き出しました。

この型破りな基底状態のおかげで、提案された磁気秩序は、キラルテクスチャーとは根本的に異なる独特の磁区やスキルミオンを含む豊富な磁気現象のファミリーをもたらす可能性があります。 この発見は、このタイプの磁性材料のさらなる理論的および実験的調査のきっかけとなります」とアナスタシア・ペルビシュコは結論付けています。